始建于1962年的黑龍江飛鶴乳業(yè)有限公司（簡(jiǎn)稱“飛鶴乳業(yè)”），是中國(guó)最早的專業(yè)奶粉生產(chǎn)企業(yè)之一。經(jīng)過近60年的發(fā)展，飛鶴乳業(yè)成為我國(guó)擁有從奶源到終端全產(chǎn)業(yè)鏈的嬰幼兒奶粉企業(yè)，實(shí)現(xiàn)了從飼草種植、奶牛養(yǎng)殖、生產(chǎn)加工到終端銷售及消費(fèi)者的全產(chǎn)業(yè)鏈的完全自主掌控，確保了新鮮的奶源、優(yōu)質(zhì)的原料、先進(jìn)的工藝、專業(yè)的服務(wù)。

在面向智能制造轉(zhuǎn)型升級(jí)的過程中，飛鶴乳業(yè)攜手合作伙伴上海昱莊機(jī)械科技有限公司（簡(jiǎn)稱“上海昱莊”），在智能化嬰幼兒奶粉加工項(xiàng)目中引入先進(jìn)的自動(dòng)化與智能化物流技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了工廠物流運(yùn)作的高效率，為生產(chǎn)出高質(zhì)量產(chǎn)品提供了保證。

一、項(xiàng)目概況

近年來，中國(guó)乳業(yè)面臨著國(guó)家食品安全管控及滿足消費(fèi)者需求升級(jí)要求的挑戰(zhàn)，借助新興技術(shù)來增強(qiáng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力、提高生產(chǎn)效率，成為乳業(yè)加速實(shí)現(xiàn)智能制造轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要議題。

飛鶴乳業(yè)智能化嬰幼兒奶粉加工項(xiàng)目按年生產(chǎn)目標(biāo)5萬噸進(jìn)行設(shè)計(jì)。工廠總占地面積1.3萬平方米，建筑面積2萬平方米，其中包括一座7000平方米的智能化立體倉(cāng)庫(kù)。該項(xiàng)目應(yīng)用了GEA智能化生產(chǎn)線、干燥塔，配備智能化軟件控制系統(tǒng)，各生產(chǎn)車間與自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)使用連廊連接，以智能化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)物料高速傳遞，是目前國(guó)內(nèi)數(shù)字化、智能化程度最高的高端嬰幼兒配方奶粉生產(chǎn)工廠。

飛鶴乳業(yè)始終致力于實(shí)現(xiàn)從原料入庫(kù)、加工制造、實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)、倉(cāng)儲(chǔ)物流、產(chǎn)品銷售到電子商務(wù)全產(chǎn)業(yè)鏈的高度集成，完成企業(yè)綜合管理運(yùn)營(yíng)、持續(xù)提效降耗、質(zhì)量絕對(duì)控制的新模式的搭建。此項(xiàng)目涉及智能化立體倉(cāng)庫(kù)及機(jī)器人、自動(dòng)裝箱系統(tǒng)等50余種智能設(shè)備。

該項(xiàng)目的物流系統(tǒng)總體集成是由上海昱莊提供解決方案并承建的。上海昱莊長(zhǎng)期致力于工廠自動(dòng)化、工廠信息化及工廠智能化系統(tǒng)的研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、銷售實(shí)施與技術(shù)服務(wù)，具有豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)。為了實(shí)現(xiàn)飛鶴乳業(yè)的生產(chǎn)目標(biāo)，滿足其對(duì)物流系統(tǒng)高效、穩(wěn)定、自動(dòng)化的要求，上海昱莊從投資成本、生產(chǎn)制造成本、物流運(yùn)輸成本及減員增效等方面進(jìn)行了全盤規(guī)劃。

二、解決方案與技術(shù)亮點(diǎn)

1.收發(fā)貨區(qū)

增加了視覺系統(tǒng)的碼垛機(jī)器人作業(yè)流程

庫(kù)前收發(fā)貨區(qū)域，設(shè)有一個(gè)機(jī)器人碼垛站臺(tái)，原料通過伸縮皮帶機(jī)進(jìn)行搬運(yùn)，經(jīng)過風(fēng)淋后，貼碼，由碼垛機(jī)器人進(jìn)行自動(dòng)碼垛后入庫(kù)；另設(shè)置了3個(gè)人工揀選站，滿足成品揀選發(fā)貨以及物料盤點(diǎn)的工作。該系統(tǒng)亮點(diǎn)如下：由于飛鶴乳業(yè)采購(gòu)的多種進(jìn)口原料的托盤負(fù)載過重，貨物碼放高度較高，原料包裝采用的又是編織袋形式，為避免出入庫(kù)環(huán)節(jié)進(jìn)行多次托盤貨物纏膜工序，上海昱莊在碼垛機(jī)器人上設(shè)置了視覺系統(tǒng)，用于優(yōu)化各種不同貨物的垛型。

收發(fā)貨區(qū)

該項(xiàng)目正式投入使用后，每臺(tái)機(jī)械手在完成抓取任務(wù)的同時(shí)，負(fù)責(zé)不斷地收集錯(cuò)誤圖片，以補(bǔ)充整個(gè)模型的圖片庫(kù)。操作人員可通過授權(quán)的標(biāo)注工作站，來檢查、瀏覽、標(biāo)注圖片。標(biāo)注工作完成后，上傳標(biāo)注后的圖片到服務(wù)器，由服務(wù)器訓(xùn)練圖片，生成新模型。上海昱莊負(fù)責(zé)人工審核新模型，看看是否有提升，再?zèng)Q定是否發(fā)布。當(dāng)機(jī)械手檢測(cè)到有新模型產(chǎn)生時(shí)，自動(dòng)更新新模型，投入新生產(chǎn)使用，整個(gè)過程再實(shí)現(xiàn)回歸循環(huán)，做到自動(dòng)學(xué)習(xí)、智能柔性適應(yīng)。

正在作業(yè)的碼垛機(jī)器人

2.智能立庫(kù)區(qū)

與其他功能相對(duì)單一的立體庫(kù)相比，該智能化立體倉(cāng)庫(kù)需要同時(shí)存儲(chǔ)原料、包材以及成品，設(shè)計(jì)出入庫(kù)峰值流量達(dá)到340托/小時(shí)。為此，上海昱莊在托盤貨架區(qū)共設(shè)計(jì)8臺(tái)堆垛機(jī)，其中雙深位堆垛機(jī)與單深位堆垛機(jī)各4臺(tái)，托盤貨位數(shù)總計(jì)9456個(gè)。成品入庫(kù)區(qū)設(shè)置4個(gè)出入庫(kù)作業(yè)站臺(tái)，通過雙工位穿梭車實(shí)現(xiàn)包裝車間成品的入庫(kù)，以及包材和空托盤對(duì)包材車間的供給。

智能化立體倉(cāng)庫(kù)

該系統(tǒng)亮點(diǎn)為：由于立體倉(cāng)庫(kù)需儲(chǔ)存多種物料，因此特別對(duì)立庫(kù)的庫(kù)位進(jìn)行了精確劃分，設(shè)置了3種庫(kù)位高度，且高庫(kù)位可向下兼容低庫(kù)位，這使庫(kù)內(nèi)空間得到最大限度利用，貨物以最科學(xué)的方式存儲(chǔ)。為了確保各種高度的物料能安全自動(dòng)地上架及下架，庫(kù)前輸送線的外形檢測(cè)系統(tǒng)也設(shè)置了3種不同的高度，以讀碼反饋的貨物特性啟動(dòng)相應(yīng)光電設(shè)備，確保對(duì)應(yīng)不同的貨物高度。

3.二樓生產(chǎn)作業(yè)區(qū)

二樓生產(chǎn)作業(yè)區(qū)設(shè)置3個(gè)輸送機(jī)出入庫(kù)站臺(tái)，采用潛伏式AGV進(jìn)行原料搬運(yùn)以及余料回庫(kù)。潛伏式AGV小車擁有柔性好、作業(yè)半徑小、節(jié)省作業(yè)空間、靈活性高、效率高等特點(diǎn)。AGV小車從出入庫(kù)站臺(tái)將托盤送至投料站臺(tái)，投料機(jī)器人將4個(gè)工作站臺(tái)的原料，根據(jù)生產(chǎn)需求進(jìn)行拆包，等待投料。AGV小車在投料完成后，將余料搬回出入庫(kù)站臺(tái)完成回庫(kù)。使用AGV系統(tǒng)，對(duì)后期工廠產(chǎn)能擴(kuò)大提供了快速部署的可能性。

潛伏式 AGV 進(jìn)行原料搬運(yùn)以及余料回庫(kù)作業(yè)

制粉車間和生產(chǎn)車間連廊區(qū)域，采用貨架式的穿梭板進(jìn)行貨物搬送，連接10米層及8.5米層區(qū)域，通過人工駕駛叉車進(jìn)行貨物取放來實(shí)現(xiàn)空粉箱與滿粉箱之間的搬運(yùn)。

4.軟件

立體倉(cāng)庫(kù)采用上海昱莊自主研發(fā)的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)WMS和倉(cāng)儲(chǔ)控制系統(tǒng)WCS，實(shí)現(xiàn)了軟件與硬件、貨物與信息、人與系統(tǒng)的高度融合，在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，改善了工人的工作環(huán)境，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了人力成本，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)整體優(yōu)化，提高了生產(chǎn)和物流管理水平。此外，在倉(cāng)儲(chǔ)調(diào)撥過程中全方位實(shí)施的信息化管理，對(duì)奶粉生產(chǎn)的整個(gè)監(jiān)管提供了可靠的依據(jù)。

WMS系統(tǒng)功能

三、應(yīng)用效果與未來發(fā)展

工欲善其事必先利其器。自動(dòng)化生產(chǎn)及智能化物流系統(tǒng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品制造全過程的數(shù)字化與可視化管理，提高了工廠的運(yùn)作效率和管理水平，為飛鶴乳業(yè)打造“更適合中國(guó)寶寶體質(zhì)的奶粉”奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。相信生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)系統(tǒng)的智能化改造，也將為飛鶴乳業(yè)在愈發(fā)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中贏得先機(jī)。

據(jù)該公司相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，飛鶴乳業(yè)將以此項(xiàng)目為契機(jī)，打造出中國(guó)乳制品行業(yè)第一個(gè)智慧工廠群。如果此項(xiàng)目能在乳業(yè)中推廣，隨著智能制造的發(fā)展和智能物流系統(tǒng)的普及應(yīng)用，未來中國(guó)乳業(yè)在“智造”方面也將到達(dá)一個(gè)新的高度，提升行業(yè)的整體競(jìng)爭(zhēng)力。